KR101970222B1 - 이중 항적 탐지 방지 장치 - Google Patents

이중 항적 탐지 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 장치는, 탐지하고자 하는 객체들에 대한 레이더 영상 신호를 입력 받는 입력부, 상기 입력된 상기 레이더 영상 신호를 기초로 상기 객체들 각각에 대한 정보들을 추출하여 추출된 정보들을 포함하는 트랙을 생성하는 트랙 생성부, 상기 레이더 영상 신호에 따른 전체 면적 중 기 설정된 거리까지의 탐지 대상 영역을 미리 정해진 방위각으로 분할함에 따라 허위 항적이 발생될 가능성이 높다고 예상되는 멀티패스(multipath) 영역을 생성하는 멀티패스 영역 생성부 및 상기 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 복수의 트랙들 각각에 대한 적어도 하나의 파라미터를 비교함으로써 상기 각 트랙들에 대한 허위 항적 해당 여부를 결정하는 허위 항적 결정부를 포함할 수 있다.

Description

이중 항적 탐지 방지 장치 {Apparatus for preventing detecting double track}
본 발명의 이중 항적 탐지 방지 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 다중 경로에 의해 생성 가능한 이중 항적 탐지 방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 레이더 시스템은 표적을 탐지하기 위한 신호를 송신하고, 송신된 신호가 표적물에 반사되는 신호를 수신하여 표적물을 탐지한다.
그러나 레이더 시스템에 수신되는 신호에는 그 표적물에 의해 반사된 표적신호 이외에도 불필요한 요소(예를 들어, 잡음, 클러터 간섭신호 등)를 포함한다.
이러한 표적신호 이외의 불필요한 요소들을 일반적으로 클러터(clutter)라 한다. 종래 레이더 시스템에서는 한국공개특허 제10-2007-0016392호(선행문헌 1)와 같이 클러터맵 기법을 사용하여 허위 표적 신호를 제거하였는데, 이러한 클러터 맵 기법은, 레이더의 신호 처리에 있어서, 신호 크기를 이용하여 클러터맵을 생성하며, 신호 크기 비교를 통해 클러터 신호를 억제하는 기법이다.
그러나, 이 경우, 신호 처리 모듈에서 신호 크기에 따라 탐지된 신호를 삭제하기 때문에 표적과 클러터가 섞인 경우 실제 표적이 삭제될 수 있고, 레이더의 허위억제 필터를 통해 억제가 가능한 클러터의 경우에도 수신감도를 낮추기 때문에 이에 의한 표적 삭제가 발생할 수 있다. 또한, 클러터의 신호 크기는 클러터 종류, 시간에 따라 변할 수 있기 때문에 작은 클러터 신호에 의한 허위 신호의 판단이 어려워 다양한 클러터에 대한 관리가 어렵다는 문제가 존재한다.
이와 같이 종래에는 3차원 레이더를 이용하는 레이더 시스템을 이용하여 표적을 탐지하는 경우, 데이터 처리기는 바다에서 클러터 신호를 포함한 다수의 이중 항적(track)이 탐지되는 경우가 빈번히 발생하는 문제가 있었다.
선행문헌 1: 한국공개특허 제10-2007-0016392호 (2007.02.08.)
본 발명은 하나의 이중 항적 중 실제 항적이 잘못 제거되는 것을 방지하고, 다중 경로로 인해 생성되는 허위 항적을 효과적으로 제거할 수 있는 이중 항적 탐지 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 장치는, 탐지하고자 하는 객체들에 대한 레이더 영상 신호를 입력 받는 입력부, 상기 입력된 레이더 영상 신호를 기반으로 상기 객체의 이동 경로와 관련된 트랙을 생성하는 트랙 생성부, 상기 레이더 영상 신호에 따른 전체 면적 중 기 설정된 거리까지의 탐지 대상 영역을 미리 정해진 방위각으로 분할함에 따라 허위 항적이 발생될 가능성이 높다고 예상되는 멀티패스(multipath) 영역을 생성하는 멀티패스 영역 생성부 및 상기 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 복수의 트랙들 각각에 대한 적어도 하나의 파라미터를 비교함으로써 상기 각 트랙들에 대한 허위 항적 해당 여부를 결정하는 허위 항적 결정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 트랙 생성부는, 상기 객체들 각각에 대한 정보들을 추출하여, 추출된 상기 객체들 각각에 대한 정보들을 기반으로 상기 객체들 간 거리, 방위 및 고도 경계선 중 적어도 하나를 기준으로 클러스터링(clustering)하여 플롯(plot)을 생성하는 플롯 생성부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력부는 레이더 안테나가 회전하며 레이더 신호를 기 설정된 주기마다 송신함에 따라 반사되는 복수의 레이더 영상 신호들을 입력 받고, 상기 트랙은, 현재 시점에 입력 받은 제1 레이더 영상 신호에 따른 제1 플롯과 이전 시점에 입력 받은 제2 레이더 영상 신호에 따른 제2 플롯의 위치, 진행 방향 및 가속도 중 적어도 하나를 고려하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 멀티패스 영역 생성부는, 상기 레이더 영상 신호 중 기 설정된 거리까지의 탐지 영역을 미리 정해진 방위각으로 분할함에 따라 상기 멀티패스 영역을 생성하고, 생성된 멀티패스 영역 중 해수면적이 차지하는 비율을 고려하여 상기 멀티패스 영역에 대하여 플래그(flag) 처리하는 플래그 처리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 플래그 처리부는 수치지형 표고 데이터(DTED)를 이용하여 상기 멀티 패스 영역에서 해수면적이 차지하는 비율과 기 설정된 기준비율을 비교함으로써 상기 멀티패스 영역의 논리 값을 결정하고, 상기 허위 항적 결정부는, 상기 멀티패스 영역에서 해수면적이 차지하는 비율이 상기 기준비율보다 높은 경우에 따른 멀티패스 영역 내에 존재하는 트랙들에 대하여 상기 허위 항적 해당 여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 허위 항적 결정부는, 상기 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 제1 트랙과 제2 트랙에 따른 거리, 방위, 속도, 트랙 방향 및 고도 중 적어도 하나에 따른 제1 파라미터 값을 비교하고, 상기 제1 파라미터 값의 차이가 기 설정된 제1 기준치 이내인 경우, 상기 제1 트랙과 제2 트랙의 트랙 점수를 비교하여 더 낮은 트랙 점수에 해당하는 트랙을 허위 항적으로 결정하는 1차 결정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 허위 항적 결정부는, 상기 1차 결정부가 비교한 상기 데이터 값들의 차이가 상기 제1 기준치 이상인 경우, 상기 제1 트랙과 제2 트랙의 거리 및 고각 중 적어도 하나에 따른 제2 파라미터의 차이 값을 비교하고, 상기 제2 파라미터 값의 차이가 기 설정된 제2 기준치 이내인 경우, 상기 제1 트랙과 제2 트랙의 트랙 점수를 비교하여 더 낮은 트랙 점수에 해당하는 트랙을 허위 항적으로 결정하는 2차 결정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 트랙 점수는, 상기 입력부에 입력된 n(여기서, n은 0이 아닌 정수)번째 레이더 영상 신호들에서 상기 트랙이 공통적으로 생성된 횟수를 고려하여 설정될 수 있다.
또한, 상기 플롯은 상기 객체와의 거리, 상기 객체의 방위각, 상기 객체의 고도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플롯은 PSR(Primary Surveillance Radar) 시스템에 의해 획득되는 PSR 플롯일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 장치는, 다중 경로로 인해 생성되는 허위 항적을 관리하고 실제로 중첩되어 인식되는 서로 다른 항적을 삭제 처리하는 발생 가능성을 최소화 할 수 있다.
즉, 이중 항적 중 실제 항적이 잘못 제거되는 것을 방지하고, 다중 경로로 인해 생성되는 허위 항적을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 생성부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플롯 생성과 관련한 동작 구성에 대한 설명을 위한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패스 영역 생성부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패스 존을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티패스 존에 대하여 플래그 처리하는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 허위 항적 결정부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 허위 항적 결정부가 허위 항적 해당 여부를 결정하고자 할 트랙에 대하여 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방법을 보다 상세하게 도시한 흐름도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명은 장거리용 레이더 분석 및 예측 기술에 관한 것으로, 예컨대, 200 내지 400km 이상의 장거리, 특히 약 300km 이상의 거리에 위치하는 타겟을 탐지하기 위한 레이더 분석 및 예측 기술이다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 장치의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서에서 지속적으로 사용되는 트랙(track)은 상기 플롯을 통해 획득되는 것으로서, 레이더가 객체를 탐지하는 과정에서 상기 객체가 이동하는 경로를 나타내는 것으로서, 선(line)의 정보로 표현될 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 장치(100)는 입력부(110), 트랙 생성부(120), 멀티패스 영역 생성부(130) 및 허위 항적 결정부(140)를 포함할 수 있다.
본 발명의 이중 항적 탐지 방지 장치(100)는 군용으로 사용되는 것으로 주로 항공기 등과 같은 관심 표적(target)을 탐지하고자 하는 경우에 사용된다. 예컨대, 3차원 레이더를 이용하여 표적을 탐지하는 경우, 데이터 처리기에서 바다에서 다수의 이중 항적이 탐지되는 경우가 빈번히 발생하는 문제가 있었다. 이에, 본 발명의 이중 항적 탐지 방지 장치(100)는 다중 경로(multi-path) 경로가 발생할 가능성이 높은 영역인 바다를 판단하고 다중 경로로 인해 생기는 이중 항적을 제거함으로써, 3차원 레이더를 이용하는 표적 탐지 시스템에서 이중 항적을 탐지할 수 있는 가능성을 최소화하도록 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 입력부(110)는 탐지하고자 하는 객체들에 대한 레이더 영상 신호를 입력 받는다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 이중 항적 탐지 방지 장치(100)는 레이더 안테나를 더 포함하여, 회전하는 레이더 안테나로부터 송신된 레이더 영상 신호를 수신하는 것으로 구현될 수 있고, 레이더 안테나는 외부의 별도 구성으로 마련되어 외부의 레이더 안테나로부터 송신된 레이더 신호가 객체에 의해 반사되어 수신되는 레이더 영상 신호를 입력부(110)가 입력 받는 것으로 구현될 수도 있다. 여기서, 객체는 항공기, 선박 등을 포함하는 외부에 존재하는 모든 물체를 포함할 수 있다.
레이더 안테나가 한 바퀴 회전하면서 송신된 레이더 신호를 수신함에 따라 본 발명의 입력부(110)는 1회 스캔에 따른 레이더 영상 신호를 획득할 수 있으며, 본 명세서에서는 입력부(110)가 처음 입력 받는 레이더 영상 신호는 제1 스캔에 따른 제1 레이더 영상 신호, 두번째로 입력 받는 레이더 영상 신호는 제2 스캔에 따른 제2 레이더 영상 신호로 정의될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 트랙 생성부(120) 입력부(110)에 입력된 레이더 영상 신호를 기반으로 상기 객체의 이동 경로와 관련된 트랙을 생성할 수 있다. 본 발명의 트랙 생성부(120)와 관련하여 보다 구체적인 설명을 위하여 이하 도2 내지 도3을 참고하여 상세하게 후술하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티패스(multipath) 영역 생성부(130)는 입력된 레이더 영상 신호에 따른 전체 면적 중 기 설정된 거리까지의 탐지 대상 영역을 미리 정해진 방위각으로 분할함에 따라 허위 항적이 발생될 가능성이 높다고 예상되는 멀티패스 영역을 생성할 수 있다. 본 발명의 멀티패스 영역 생성부(130)와 관련하여 보다 구체적인 설명을 위하여 이하 도4 내지 도6을 참고하여 상세하게 후술하도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 허위 항적 결정부(140)는 멀피패스 영역 생성부(130)에 의해 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 복수의 트랙들 각각에 대한 적어도 하나의 파라미터를 비교함으로써, 각 트랙들에 대한 허위 항적 해당 여부를 결정할 수 있다. 본 발명의 허위 항적 결정부(140)와 관련하여 보다 구체적인 설명을 위하여 이하 도7 내지 도8을 참고하여 상세하게 후술하도록 한다.
먼저, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 생성부(120)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 생성부(120)는 HIT 추출부(121) 및 플롯 생성부(122)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 HIT 추출부(121)는 입력부(110)에서 입력 받은 레이더 영상 신호를 펄스 압축, 클러터 필터링, CFAR 탐지를 수행하여 객체와의 거리, 객체의 방위각, 고각 정보 등을 추출할 수 있다. 여기서, 객체와의 거리, 객체의 방위각, 고각 정보 등을 HIT(빔데이터)라 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 플롯 생성부(122)는 HIT 추출부(121)에 의해 추출된 HIT 간 거리, 방위, 고도 경계선에 따라 클러스터링(clustering)함에 따라 플롯을 생성할 수 있다. 본 발명의 플롯(plot)은 PSR(Primary Surveillance Radar) 시스템에 의해 획득되는 PSR 플롯이다. 또한, 본 발명의 플롯은 객체와의 거리, 객체의 방위각, 객체의 고도, 수신 신호, 빔 번호 등을 포함할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플롯 생성과 관련한 동작 구성에 대한 설명을 위한 도면이다.
도3의 (a)는 레이더 안테나가 회전 시마다 입력부(110)에 입력되는 레이더 영상 신호를 클러스터링함에 따라 생성한 플롯(310)을 예시한 것이고, 도3의 (b)는 객체의 이동 경로와 관련된 트랙을 예시한 것이다.
본 발명의 플롯 생성부(122)는 도3과 같이 객체에 대한 정보(객체의 거리, 방위, 고각 정보 등)들 간 거리, 방위, 고도 경계선에 따라 클러스터링(clustering)함으로써 PSR 플롯(310)을 생성한다. 일 예로, 참조번호 321은 제1 스캔에 따른 제1 레이더 영상 신호를 기반으로 생성된 제1 플롯일 수 있고, 참조번호 322는 제2 스캔에 따른 제2 레이더 영상 신호를 기반으로 생성된 제2 플롯일 수 있다.
본 발명의 트랙 생성부(120)는 상기 제1 플롯(321)과 제2 플롯(322)의 위치, 진행 방향성 그리고 가속도 등을 이용하여 실제 표적(예를 들어, 항공기)과 같은 움직임이 있는 경우 트랙(331, 332)을 생성할 수 있다. 즉, 트랙 생성부(120)는 레이더 안테나의 회전에 따른 매 스캔마다 신호에 대한 정보를 포함하는 플롯을 생성하고, 이렇게 생성된 플롯을 기초로 객체의 위치, 방향, 가속도 등과 같은 정보를 이용하여 트랙을 생성한다.
여기서, 실제 표적과 같은 움직임이 있는 경우에 해당되는 지 여부는 본 발명의 트랙 생성부(120)의 데이터베이스(미도시)에 미리 저장된 표적과 관련된 데이터와 비교함에 따라 확인할 수 있으며, 이에 따라 트랙 생성 여부를 결정할 수 있다.
이때, 본 발명의 트랙은 거리, 방위, 고도, 속도, 트랙 방향, 트랙 점수 등의 정보를 포함할 수 있다. 트랙 점수란 해당 트랙이 유지된 스캔 수에 비례한다. 즉, 해당 트랙이 제1 스캔에 따른 제1 레이더 영상 신호에서만 생성된 것이 아닌, 제1 스캔부터 제n 스캔에 따른 제n 레이더 영상 신호 모두에서 생성된 트랙이라면 트랙 점수는 제1 레이더 영상 신호에서만 생성된 트랙보다 트랙 점수가 더 높게 설정된다.
다음으로, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패스 영역 생성부(130)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티패스 존을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티패스 존에 대하여 플래그 처리하는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티패스 영역 생성부(130)는 분할부(131) 및 플래그(flag) 처리부(132)를 더 포함할 수 있다.
도5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 분할부(131)는 레이더 영상 신호 중 기 설정된 거리(d)까지의 탐지 영역을 미리 정해진 방위각(θ)에 따라 분할하여 멀티패스 영역을 생성할 수 있다. 예컨대, 기 설정된 거리(d)는 레이더 사이트 고도(NM)에서 보이는 수평선까지의 거리일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 기 설정된 거리(d)는 아래 <수학식1>을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure 112018080430817-pat00001
여기서, 상기 d는 멀티패스 영역의 중심점으로부터의 길이(상기 기 설정된 거리)이다.
또한, 상기 미리 정해진 방위각(θ)은 예를 들어 0.1도 일 수 있다. 즉, 본 발명의 분할부(131)는 레이더 사이트 고도에서 보이는 수평선까지의 거리에 해당하는 탐지 영역을 방위각 0.1도로 분할함에 따라 3600개의 멀티패스 영역들을 생성할 수 있다.
이후, 본 발명의 플래그 처리부(132)는 수치지형 표고 데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 이용하여 해수면적이 차지하는 비율과 기 설정된 기준비율을 비교하여 해당 멀티패스 영역에 논리 값을 부여할 수 있다. 예컨대, 상기 기 설정된 기준비율은 70 내지 90% 일 수 있고, 바람직하게는 80%일 수 있다.
즉, 본 발명의 플래그 처리부(132)는 도6과 같이, 멀티패스 영역 중 해수면적이 차지하는 비율이 80% 이상인 경우, 해당 멀티패스 영역의 논리 값은 '1'로 결정되고, 멀티패스 영역 중 해수면적이 차지하는 비율이 80% 미만인 경우, 해당 멀티패스 영역의 논리 값은 '0'으로 결정될 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 허위 항적 결정부(140)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 허위 항적 결정부(140)는 1차 허위 항적 결정부(141) 및 2차 허위 항적 결정부(142)를 더 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 허위 항적 결정부(140)는 상기 멀티패스 영역 생성부(130)에 의해 논리 값이 '1'로 결정된 멀티패스 영역에 존재하는 트랙들에 대한 허위 항적 해당 여부를 결정한다. 즉, 허위 항적 결정부(140)는 멀티패스 영역 중 해수 면적이 차지하는 비율이 기준비율(예를 들어, 80%) 미만인 경우에 해당하는 멀티패스 영역에 있는 트랙들은 고려하지 않고, 멀티패스 영역 중 해수면적이 차지하는 비율이 상기 기준비율 이상인 경우에 해당하는 멀티패스 영역 내에 있는 트랙들에 대하여만 허위 항적 해당 여부를 결정하도록 구현된다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 허위 항적 결정부가 허위 항적 해당 여부를 결정하고자 할 트랙에 대하여 설명하기 위해 도시한 도면이다. 일 실시예에 따른 도8에서는 설명의 편의를 위하여, 방위각 45도로 분할하여 멀티패스 영역들을 8개로 생성한 것으로 가정하여 도시하였다.
본 발명의 실시예에 따른 1차 허위 항적 결정부(141)는 트랙 생성부(120)에 의해 생성된 트랙들(801, 802, 803, 804) 중 멀티패스 영역에서 해수면이 차지하는 비율이 기준비율 이상인 것으로 분석됨에 따라 논리 값이 1로 결정되었으며, 동일한 멀티패스 영역 내에 존재하는 제1 트랙(801) 및 제2 트랙(802)에 대하여 허위 항적 해당 여부를 1차로 결정할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 1차 허위 항적 결정부(141)는 상기 제1 트랙(801)과 제2 트랙(802)에 따른 거리, 방위, 속도, 트랙 방향, 고도에 대한 제1 정보들을 비교하고, 제1 트랙(801)과 제2 트랙(802)의 상기 제1 정보들의 차이 값이 제1 기준치 이내인 경우, 제1 트랙과 제2 트랙 중 하나가 허위 항적인 것으로 결정한다.
이때, 1차 허위 항적 결정부(141)가 제1 트랙과 제2 트랙 중 하나를 허위 항적으로 결정하는 방법은, 제1 트랙과 제2 트랙의 트랙 점수를 비교하여 더 낮은 트랙 점수에 해당하는 트랙을 허위 항적으로 결정할 수 있다. 트랙 점수가 더 높으면 긴 시간 동안 트랙이 유지됐다는 의미이므로, 제1 트랙과 제2 트랙 중 트랙 점수가 더 높은 트랙이 실제 항적일 가능성이 높다.
반면, 1차 허위 항적 결정부(141)가 제1 트랙과 제2 트랙에 따른 제1 정보들을 비교한 결과, 정보들에 따른 차이 값이 제1 기준치 이상인 경우, 2차 허위 항적 결정부(142)가 제1 트랙과 제2 트랙에 따른 거리와 고각에 대한 제2 정보들을 비교하고, 제1 트랙과 제2 트랙의 제2 정보들의 차이 값이 제2 기준치 이내인 경우, 제1 트랙과 제2 트랙 중 하나가 허위 항적인 것으로 결정한다.
2차 허위 항적 결정부(142)가 제1 트랙과 제2 트랙 중 하나를 허위 항적으로 결정하는 방법도 마찬가지로 제1 트랙과 제2 트랙의 트랙 점수를 비교하여 더 낮은 트랙 점수에 해당하는 트랙을 허위 항적으로 결정할 수 있다. 즉, 2차 허위 항적 결정부(142)는 1차 허위 항적 결정부(141)에 비해 경계선을 보다 넓게 설정하였기 때문에, 1차에서 필터링 되지 않았던 허위 항적을 2차에서 필터링 할 수 있게 된다.
이렇게, 1차 또는 2차 허위 항적 결정부에 의해 허위 항적으로 결정되는 트랙은 삭제되고, 1차와 2차 허위 항적 해당 결정부 모두에서 허위 항적으로 결정되지 않은 트랙의 경우는, 실제 항적인 것으로 판단하여 해당 트랙에 대한 정보를 저장하여 사용자에게 저장된 정보를 제공할 수 있도록 한다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방지 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
도9를 참조하면, 본 발명의 이중 항적 탐지 방지 장치(100)는 먼저 레이더 영상 신호를 이용하여 플롯 및 트랙을 생성한다(S900).
그리고, 레이더 영상 신호 내 탐지 영역 중 허위 항적이 탐지될 확률이 높은 멀티패스 영역을 생성한다(S910).
이에 따라, 이중 항적 탐지 방지 장치는 트랙과 멀티패스 영역이 생성되면, 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 트랙에 대하여 허위 항적 해당여부를 판단함으로써, 상기 트랙이 허위 항적에 해당하는지 결정하도록 한다(S920).
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 항적 탐지 방법을 보다 상세하게 도시한 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 입력부(110)는 S1000 단계에서 탐지하고자 하는 객체들에 대한 레이더 영상 신호를 입력 받는다.
레이더 영상 신호가 입력되면, 트랙 생성부(120)는 S1100 단계에서 입력된 레이더 영상 신호를 기초로 객체들 각각에 대한 정보들을 추출함에 따라 플롯을 생성하고, 이어 S1200 단계에서 생성된 플롯을 이용하여 트랙을 생성한다. S1100 및 S1200 단계에 따른 동작 구성 및 원리는 도2 내지 도3을 통해 상세하게 상술한 바 여기서는 생략하도록 한다.
또한, 본 발명의 멀티패스 영역 생성부(130)는 S1300 단계에서 입력된 레이더 영상 신호에 따른 전체 면적 중 기 설정된 거리까지의 탐지 대상 영역을 미리 정해진 방위각으로 분할함에 따라 허위 항적이 발생될 가능성이 높다고 예상되는 멀티패스 영역을 생성하고, S1400 단계에서 생성된 멀티패스 영역에 대하여 수치지형 표고 데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 이용하여 해수면적이 차지하는 비율과 기 설정된 기준비율을 비교하여 해당 멀티패스 영역에 논리 값을 부여하는 플래그 처리를 수행한다. 이때, 생성된 멀티패스 영역에서 해수면적이 차지하는 비율이 기준비율보다 작다면 해당 멀티패스 영역은 삭제되고(S1410), 크다면 다음 S1500 단계가 수행된다.
S1500 단계에서 본 발명의 이중 항적 탐지 방지 장치(100)는 해수면적이 차지하는 비율이 기준비율보다 큰 멀티패스 영역 내에 존재하는 트랙들을 저장하도록 구현될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 허위 항적 결정부(140)는 멀티패스 영역 생성부(130)에 의해 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 복수의 트랙들 각각에 대한 적어도 하나의 파라미터를 비교함으로써, 각 트랙들에 대한 허위 항적 해당 여부를 결정할 수 있다.
보다 상세하게는, S1600 단계에서 1차 허위 항적 결정부(141)는 비교하고자 하는 두 개의 트랙을 비교하여 둘 중 하나의 트랙을 허위 항적으로 결정할 수 있다.
1차 허위 항적 결정 단계(S1600)에서 허위 항적으로 결정된 트랙이 존재한다면 S1900 단계로 진행되어, 결정된 허위 항적에 해당하는 트랙은 삭제되고, 1차 허위 항적 결정 단계에서 허위 항적으로 결정된 트랙이 존재하지 않는다면, S1700 단계로 진행되어, 본 발명의 2차 허위 항적 결정부(142)는 상기 두 개의 트랙을 비교하여 둘 중 하나의 트랙을 허위 항적으로 결정할 수 있다.
1차와 2차의 허위 항적 해당 여부를 결정하는데 이용되는 트랙에 대하는 정보를 서로 다르게 함으로써, 2차 허위 항적 결정단계(S1700)는 1차 허위 항적 결정단계(S1600)에 비해 경계선을 보다 넓게 설정하였기 때문에, 1차에서 필터링 되지 않았던 허위 항적을 2차에서 필터링 할 수 있게 된다.
그럼에도 불구하고, 2차 허위 항적 해당 여부 결정 단계에서 허위 항적으로 결정된 트랙이 없다면, 비교된 두 트랙은 모두 실제 항적이라 판단함으로써 저장할 수 있다(S1800).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 이중 항적 탐지 방지 장치
110: 입력부
120: 트랙 생성부
121: HIT 추출부
122: 플롯 생성부
130: 멀티패스 영역 생성부
131: 분할부
132: 플래그 처리부
140: 허위 항적 결정부
141: 1차 허위 항적 결정부
142: 2차 허위 항적 결정부
310: 객체
321, 322: 플롯
331, 332, 333, 801, 802, 803: 트랙

Claims (10)

  1. 외부에 존재하는 객체들에 대한 레이더 영상 신호를 입력 받는 입력부;
    상기 입력된 레이더 영상 신호를 기반으로 표적의 이동 경로와 관련된 트랙을 생성하는 트랙 생성부;
    상기 레이더 영상 신호에 따른 전체 면적 중 기 설정된 거리까지의 탐지 대상 영역을 미리 정해진 방위각으로 분할함에 따라 허위 항적이 발생될 가능성이 높다고 예상되는 멀티패스(multipath) 영역을 생성하는 멀티패스 영역 생성부; 및
    상기 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 복수의 트랙들 각각에 대한 적어도 하나의 파라미터를 비교함으로써 상기 각 트랙들에 대한 허위 항적 해당 여부를 결정하는 허위 항적 결정부;를 포함하되,
    상기 멀티패스 영역 생성부는, 상기 레이더 영상 신호 중 기 설정된 거리까지의 탐지 영역을 미리 정해진 방위각으로 분할함에 따라 상기 멀티패스 영역을 생성하고, 생성된 멀티패스 영역 중 해수면적이 차지하는 비율을 고려하여 상기 멀티패스 영역에 대하여 플래그(flag) 처리하는 플래그 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트랙 생성부는,
    상기 객체들 각각에 대한 정보들을 추출하여, 추출된 상기 객체들 각각에 대한 정보들을 기반으로 상기 객체들 간 거리, 방위 및 고도 경계선 중 적어도 하나를 기준으로 클러스터링(clustering)하여 플롯(plot)을 생성하는 플롯 생성부;를 더 포함하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입력부는 레이더 안테나가 회전하며 레이더 신호를 기 설정된 주기마다 송신함에 따라 반사되는 복수의 레이더 영상 신호들을 입력 받고,
    상기 트랙은, 현재 시점에 입력 받은 제1 레이더 영상 신호에 따른 제1 플롯과 이전 시점에 입력 받은 제2 레이더 영상 신호에 따른 제2 플롯의 위치, 진행 방향 및 가속도 중 적어도 하나를 고려하여 생성되는 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플래그 처리부는 수치지형 표고 데이터(DTED)를 이용하여 상기 멀티 패스 영역에서 해수면적이 차지하는 비율과 기 설정된 기준비율을 비교함으로써 상기 멀티패스 영역의 논리 값을 결정하고,
    상기 허위 항적 결정부는, 상기 멀티패스 영역에서 해수면적이 차지하는 비율이 상기 기준비율보다 높은 경우에 따른 멀티패스 영역 내에 존재하는 트랙들에 대하여 상기 허위 항적 해당 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 허위 항적 결정부는,
    상기 생성된 멀티패스 영역 내에 존재하는 제1 트랙과 제2 트랙에 따른 거리, 방위, 속도, 트랙 방향 및 고도 중 적어도 하나에 따른 제1 파라미터 값을 비교하고, 상기 제1 파라미터 값의 차이가 기 설정된 제1 기준치 이내인 경우, 상기 제1 트랙과 제2 트랙의 트랙 점수를 비교하여 더 낮은 트랙 점수에 해당하는 트랙을 허위 항적으로 결정하는 1차 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 허위 항적 결정부는,
    상기 1차 결정부가 비교한 상기 파라미터 값의 차이가 상기 제1 기준치 이상인 경우, 상기 제1 트랙과 제2 트랙의 거리 및 고각 중 적어도 하나에 따른 제2 파라미터의 차이 값을 비교하고, 상기 제2 파라미터 값의 차이가 기 설정된 제2 기준치 이내인 경우, 상기 제1 트랙과 제2 트랙의 트랙 점수를 비교하여 더 낮은 트랙 점수에 해당하는 트랙을 허위 항적으로 결정하는 2차 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 트랙 점수는, 상기 입력부에 입력된 n(여기서, n은 0이 아닌 정수)개의 레이더 영상 신호들에서 상기 트랙이 공통적으로 생성된 횟수를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 플롯은 상기 표적과의 거리, 상기 표적의 방위각, 상기 표적의 고도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 플롯은 PSR(Primary Surveillance Radar) 시스템에 의해 획득되는 PSR 플롯인 것을 특징으로 하는 이중 항적 탐지 방지 장치.
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